(57)【要約】【課題】ハイブリッド車の冷却装置構造において、エンジンルーム内における熱交換器の容積を小さくする。【解決手段】電気系冷却器１２に電気系冷却水１０２を流通させるための経路に水冷の空調系冷却器１３を設け、電気系冷却器１２で冷却風と熱交換した電気系冷却水１０２を空調系冷却器１３に導入し、この電気系冷却水１０２により空調用冷媒１０３を冷却するように構成した。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用の駆動源として、少なくともエンジンと電動機とを備えた車両の冷却装置構造であって、エンジン用の第１冷却媒体（１０１）と冷却風との間で熱交換させるエンジン系冷却器（１１）と、電動機用の第２冷却媒体（１０２）と冷却風との間で熱交換させる電気系冷却器（１２）と、空調用の第３冷却媒体（１０３）と低温流体との間で熱交換させる空調系冷却器（１３）とを備えた構成において、
前記電気系冷却器（１２）で冷却風と熱交換した第２冷却媒体（１０２）を、前記空調用の第３冷却媒体（１０３）との間で熱交換させる低温流体として前記空調系冷却器（１３）に供給することを特徴とする車両の冷却装置構造。
【請求項２】
前記電動機用の第２冷却媒体（１０２）を流通させるための経路に前記空調系冷却器（１３）を設け、前記電気系冷却器（１２）で冷却風と熱交換した第２冷却媒体（１０２）を前記空調系冷却器（１３）内に導入することを特徴とする請求項１に記載の車両の冷却装置構造。
【請求項３】
前記電気系冷却器（１２）を、前記第２冷却媒体（１０２）と冷却風との間で熱交換するためのラジエータ部（１２ａ）と、このラジエータ部（１２ａ）の冷媒入口側と冷媒出口側にそれぞれ配置されたタンク部（１２ｂ、１２ｃ）とを備えた構成とするとともに、前記冷媒出口側に配置されたタンク部（１２ｃ）内に前記空調系冷却器（１４）を設け、前記電気系冷却器（１２）で冷却風と熱交換した第２冷却媒体（１０２）により前記タンク部（１２ｃ）内に設けられた前記空調系冷却器（１４）を冷却することを特徴とする請求項１に記載の車両の冷却装置構造。
【請求項４】
空調用の第２冷却媒体（１０２）と冷却風との間で熱交換させる二次空調系冷却器（１５）を設け、前記タンク部（１２ｃ）内に設けられた前記空調系冷却器（１４）で第２冷却媒体（１０２）と熱交換した第３冷却媒体（１０３）を、前記二次空調系冷却器（１５）内に導入することを特徴とする請求項３に記載の車両の冷却装置構造。
【請求項５】
前記エンジン系冷却器（１１）と前記電気系冷却器（１２）とを一体化した一体型熱交換器を設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両の冷却装置構造。
【請求項６】
前記二次空調系冷却器（１５）と前記エンジン系冷却器（１１）とを一体化した一体型熱交換器（１６）を設けたことを特徴とする請求項４に記載の車両の冷却装置構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の冷却装置構造に関し、詳しくは駆動源としてエンジンとモータとを搭載したハイブリッド自動車の冷却装置構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のハイブリッド自動車には、エンジン用の冷却水を冷却するためのエンジン冷却器や、空調用の冷媒を冷却するための凝縮器、並びにモータ等の冷却水を冷却するための電気系冷却器が搭載されている。これら冷却器に関する従来技術として、特許文献１には、エンジン冷却系とモータ冷却系のそれぞれの冷却水経路を形成し、使用条件等によりバイパス経路を使い連通させるようにした構造のものが開示されている。
【特許文献１】特許第３２９２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ハイブリッド自動車においては、熱交換器である電機系冷却器、凝縮器、エンジン冷却器を、冷却風の流れ方向に対して順に配置する構造が考えられる。しかしながら、電機系冷却器、凝縮器、エンジン冷却器を冷却風に対して一列に並べた構造では、エンジンルーム内における熱交換器の容積（集合配置した状態での容積、以下同様）が大きくなってしまう。
【０００４】
エンジンルーム内において熱交換器の容積が大きいと、車両の前方部分を短くしたいというデザイン的な要求に応えることが難しく、またエンジンルーム内に歩行者保護のためのクラッシャブルゾーンを確保することが難しくなり、さらには、車両の小型化や軽量化も難しくなる。
【０００５】
この発明の目的は、エンジンルーム内おける熱交換器の容積を小さくすることができる車両の冷却装置構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、走行用の駆動源として、少なくともエンジンと電動機とを備えた車両の冷却装置構造であって、エンジン用の第１冷却媒体と冷却風との間で熱交換させるエンジン系冷却器と、電動機用の第２冷却媒体と冷却風との間で熱交換させる電気系冷却器と、空調用の第３冷却媒体と低温流体との間で熱交換させる水冷式の空調系冷却器とを備えた構成において、前記電気系冷却器で冷却風と熱交換した第２冷却媒体を、前記空調用の第３冷却媒体との間で熱交換させる低温流体として前記空調系冷却器に供給することを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１において、前記電動機用の第２冷却媒体を流通させるための経路に前記空調系冷却器を設けて、前記電気系冷却器で冷却風と熱交換した第２冷却媒体を前記空調系冷却器内に導入するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１において、前記電気系冷却器を、前記第２冷却媒体と冷却風との間で熱交換するためのラジエータ部と、このラジエータ部の冷媒入口側と冷媒出口側にそれぞれ配置されたタンク部とを備えた構成とするとともに、前記冷媒出口側に配置されたタンク部内に前記空調系冷却器を設け、前記電気系冷却器で冷却風と熱交換した第２冷却媒体により前記タンク部内に設けられた前記空調系冷却器を冷却することを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項３において、空調用の第２冷却媒体と冷却風との間で熱交換させる二次空調系冷却器を設け、前記タンク部内に設けられた前記空調系冷却器で第２冷却媒体と熱交換した第３冷却媒体を、前記二次空調系冷却器内に導入することを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項において、前記エンジン系冷却器と前記電気系冷却器とを一体構造としたことを特徴とする。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項４において、前記二次空調系冷却器と前記エンジン系冷却器とを一体構造としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、空調系冷却器をエンジン系冷却器や電気系冷却器とともに冷却風の流れ方向に重ねて配置する必要がないので、エンジンルーム内における熱交換器の容積を小さくすることができる。このため、車両のデザイン的な要求や歩行者保護対策にも容易に対応することが可能となる。また、水冷式の空調系冷却器は、空冷式に比べてサイズ、重量が小さいので、車両の小型化や軽量化を図ることができる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、空調系冷却器の設置場所が車両の前方部分に限定されないので、エンジンルーム内におけるレイアウトの自由度を向上させることができる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、空調系冷却器の設置場所や電気系冷却器との間を接続するための配管が不要となるため、エンジンルーム内のスペースをより有効に利用することが可能となる。また、エンジンルーム内のレイアウトが異なる車種にも設計変更なしに適用可能となり、さらには、外部からの加重や衝撃に対して空調系冷却器を保護することができる。
【００１５】
請求項４の発明によれば、電気系冷却器の水温が規定値内に収まらず、空調系冷却器において空調用の第３冷却媒体を効率良く冷却することができない場合でも、空調系冷却器の下流側に二次空調系冷却器を設けることによって、空調用の第３冷却媒体の温度を下げることができる。
【００１６】
請求項５の発明によれば、エンジン系冷却器と電気系冷却器とを別体構造としたものと比べて容積を小さくすることができるうえ、車両への組み付け工数を削減することができる。
【００１７】
請求項６の発明によれば、エンジン系冷却器と二次空調系冷却器とを別体構造としたものと比べて容積を小さくすることができるうえ、各熱交換器での冷却性能を向上させることができ、さらには、別体構造としたものよりも車両への組み付け工数を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態となる実施例を図面を参照しながら説明する。なお、各実施例に示す冷却装置は、走行用の駆動源として、エンジンと電動機とを備えたハイブリッド自動車に搭載されるものである。また、各図において、太線の矢印（実線、破線等）は流体を流通させるための配管と、その流れ方向を模式的に示している。
【実施例１】
【００１９】
図１は実施例１に係わる冷却装置の全体構成を示す斜視図、図２は各熱交換器を冷却風の流れ方向に対して順に配置した場合（現行冷却装置に相当）の全体構成を示す斜視図である。
【００２０】
実施例１に係わる冷却装置１０は、エンジン冷却器１１と、電気系冷却器１２と、水冷凝縮器１３とを備えて構成されている。
【００２１】
エンジン冷却器１１は、エンジン用の冷却水（以下、エンジン冷却水）１０１と冷却風１００との間で熱交換させてエンジン冷却水１０１を冷却する熱交換器である。このエンジン冷却器１１は、内部に流通させたエンジン冷却水１０１と冷却風１００との間で熱交換させるラジエータ部１１ａと、このラジエータ部１１ａの冷媒入口側と冷媒出口側にそれぞれ配置されたタンク部１１ｂ、１１ｃとを備えている。
【００２２】
電気系冷却器１２は、図示しない電動機、インバータ、コンバータ等を冷却するための電動機用の冷却水（以下、電気系冷却水）１０２と冷却風１００との間で熱交換させて電気系冷却水１０２を冷却する熱交換器である。この電気系冷却器１２は、内部に流通させた電気系冷却水１０２と冷却風１００との間で熱交換させるラジエータ部１２ａと、このラジエータ部１２ａの冷媒入口側と冷媒出口側にそれぞれ配置されたタンク部１２ｂ、１２ｃとを備えている。
【００２３】
水冷凝縮器１３は、内部に形成された複数の流路に空調用の冷媒（以下、空調用冷媒）１０３と電気系冷却水１０２とをそれぞれ流通させて熱交換させることにより、空調用冷媒１０３を冷却する積層型の熱交換器である。
【００２４】
エンジン冷却器１１と電気系冷却器１２は、鉛直方向に積層配置され、それぞれ別系統によりエンジン冷却水１０１、電気系冷却水１０２が供給されている。また、水冷凝縮器１３は、電気系冷却器１２の電気系冷却水出口側（タンク部１２ｃ）と接続されている。すなわち、水冷凝縮器１３は、電気系冷却器１２に電気系冷却水１０２を流通させるための経路上であって、タンク部１２ｃの下流側に設けられ、電気系冷却器１２で冷却風１００と熱交換した電気系冷却水１０２が導入されることにより、空調用冷媒１０３との間で熱交換するように構成されている。
【００２５】
上記冷却装置１０によれば、電気系冷却器１２で冷却風１００と熱交換した電気系冷却水１０２の水温は約６０℃であり、エンジン冷却水１０１に比べて大幅に低温であるため、この電気系冷却水１０２を水冷凝縮器１３へ供給することにより、空調用冷媒１０３を効率良く冷却することができる。このように、電気系冷却水１０２を二次利用することにより、専用の冷却水を流通させることなしに空調用冷媒１０３の冷却が可能となる。
【００２６】
また、水冷凝縮器１３は冷却風１００に当てる必要がなく、エンジン冷却器１１や電気系冷却器１２とともに冷却風１００の流れ方向に重ねて配置する必要がないので、エンジンルーム内における熱交換器の容積を小さくすることができる。すなわち、図２のように冷却風１００の流れ方向に向かって電気系冷却器２２、空冷凝縮器２３、エンジン冷却器２１を順に並べて配置した構造では、エンジンルーム内における熱交換器の容積が大きくなるが、本実施例の水冷凝縮器１３はエンジンルームの前面側に配置する必要がないため、例えば図１に示すように、エンジン冷却器１１や電気系冷却器１２の後方で且つ下側に配置することにより、エンジンルーム内における熱交換器の容積を小さくすることができる。
【００２７】
このように、エンジンルーム内における熱交換器の容積を小さくすることにより、車両のデザイン的な要求や歩行者保護対策にも容易に対応することが可能となる。また、水冷凝縮器１３は、図２に示す空冷凝縮器２３に比べてサイズ、重量が小さいので、車両の小型化や軽量化を図ることができる。とくに本実施例の構成では、水冷凝縮器１３の設置場所が車両の前方部分に限定されないので、エンジンルーム内におけるレイアウトの自由度を向上させることができる。
【実施例２】
【００２８】
図３は実施例２に係わる冷却装置の全体構成を示す斜視図であり、図１と同等部分を同一符号で表している。
【００２９】
実施例２に係わる冷却装置２０では、電気系冷却器１２のタンク部１２ｃ内に水冷凝縮器１４を内蔵している。本実施例における水冷凝縮器１４は、実施例１と同じく内部に空調用冷媒１０３と電気系冷却水１０２とを流通させる方式の熱交換器であってもよいし、内部に空調用冷媒１０３のみを流通させ、本体表面とタンク部１２ｂ内を流通する電気系冷却水１０２との間で熱交換させる方式の熱交換器であってもよい（図３では後者の構造を示す）。この水冷凝縮器１４は、温度の低い電気系冷却水１０２で冷却する必要があるため、冷媒出口側となるタンク部１２ｃ内に配置している。
【００３０】
上記冷却装置２０によれば、電気系冷却器１２で冷却風１００と熱交換した低温（約６０℃）の電気系冷却水１０２を水冷凝縮器１４の全体に供給するようにしたので、エンジン冷却水１０１に比べて大幅に低温な電気系冷却水１０２により空調用冷媒１０３を効率良く冷却することができる。
【００３１】
本実施例の構造によれば、水冷凝縮器１４を電気系冷却器１２に内蔵したことにより、エンジンルーム内における熱交換器の容積を小さくすることができるため、車両に対するデザイン的な要求や歩行者保護対策にも容易に対応することができ、また車両の小型化や軽量化を図ることが可能となる。
【００３２】
とくに本実施例では、水冷凝縮器１４の設置場所や電気系冷却器１２と水冷凝縮器１４との間を接続するための配管が不要となるため、エンジンルーム内のスペースをより有効に利用することが可能となる。また、エンジンルーム内のレイアウトが異なる車種にも設計変更なしに適用可能となり、さらには、外部からの加重や衝撃に対して水冷凝縮器１４を保護することができる。
【実施例３】
【００３３】
図４は実施例３に係わる冷却装置の全体構成を示す斜視図であり、図２と同等部分を同一符号で表している。
【００３４】
実施例３に係わる冷却装置３０では、二次空調系冷却器としての空冷凝縮器１５を、エンジン冷却器１１の前面に配置して、電気系冷却器１２の水冷凝縮器１４から排出された空調用冷媒１０３を空冷凝縮器１５に導入するように構成している。すなわち、電気系冷却器１２の水温が規定値内に収まらない場合は、水冷凝縮器１４において空調用冷媒１０３を効率良く冷却することができないため、本実施例のように水冷凝縮器１４の下流側に空冷凝縮器１５を設けることによって、空調用冷媒１０３の温度を下げることができる。
【００３５】
空冷凝縮器１５は、内部に流通させた空調用冷媒１０３と冷却風１００との間で熱交換させるためのラジエータ部１５ａと、このラジエータ部の冷媒入口側と冷媒出口側にそれぞれ配置されたタンク部１５ｂ、１５ｃとを備えている。
【００３６】
上記冷却装置３０によれば、水冷凝縮器１４から排出された空調用冷媒１０３を空冷凝縮器１５に導入して冷却風１００との間で熱交換させ、空調用冷媒１０３を冷却するようにしたので、電気系冷却器１２の水温が規定値内に収まらない場合であっても、空調用冷媒１０３をより効率良く冷却することができる。
【００３７】
本実施例では、図２の構成に空冷凝縮器１５を追加することになるが、この空冷凝縮器１５としては、図２に示す空冷凝縮器２３よりも小型なものを用いることができるため、図２の構成に比べてエンジンルーム内における熱交換器の容積を小さくすることができる。図５は、図４の構成（実施例３）における全熱交換器の容積と、図２の構成（比較例）における全熱交換器の容積とを比較した結果（容積比較）を示す説明図である。図５に示すように、実施例３では水冷凝縮器１４と空冷凝縮器１５とを備えているものの、全熱交換器の容積を比較してみると、比較例よりも大幅に小型化されていることが分かる。
【００３８】
このように、本実施例においてもエンジンルーム内における熱交換器の容積を小さくすることができるため、車両に対するデザイン的な要求や歩行者保護対策にも容易に対応することができ、また車両の小型化や軽量化を図ることが可能となる。同様に本実施例においても、水冷凝縮器１４の設置場所や電気系冷却器１２と水冷凝縮器１４との間を接続するための配管が不要となるため、エンジンルーム内のスペースをより有効に利用することが可能となる。また、エンジンルーム内のレイアウトが異なる車種にも設計変更なしに適用可能となり、さらには、外部からの加重や衝撃に対して水冷凝縮器１４を保護することができる。
【００３９】
なお、上記実施例１〜実施例３において、エンジン冷却器１１と電気系冷却器１２とを一体化したものを用いた場合は、別体構造としたものと比べて容積を小さくすることができるうえ、車両への組み付け工数を削減することができる。
【実施例４】
【００４０】
図６は実施例４に係わる冷却装置の全体構成を示す斜視図であり、図４と同等部分を同一符号で表している。
【００４１】
実施例４に係わる冷却装置４０では、エンジン冷却器と空冷凝縮器とを一体化した一体型熱交換器１６を備えている。他の構成は実施例３（図４）と同じである。
【００４２】
上記冷却装置４０では、実施例３と同様の作用効果を得ることができる。また、本実施例では一体型熱交換器１６を備えているため、図４に示すように、エンジン冷却器と空冷凝縮器とを別体構造としたものと比べて容積を小さくすることができるうえ、各熱交換器での冷却性能を向上させることができる。さらには、別体構造としたものよりも車両への組み付け工数を削減することができる。
【００４３】
さらに、タンク部を一体化することによりエンジン冷却器１１と電気系冷却器１２とを一体化できる。これは、一体化したタンク部を仕切り板（図示せず）等によりエンジン冷却用と電気系冷却器用に分けることにより実現できる。これにより、エンジン冷却器、電気系冷却器、二次空調系冷却器の３つの冷却器を一体化できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施例１に係わる冷却装置の全体構成を示す斜視図。
【図２】各熱交換器を冷却風の流れ方向に対して順に配置した場合の全体構成を示す斜視図。
【図３】実施例２に係わる冷却装置の全体構成を示す斜視図。
【図４】実施例３に係わる冷却装置の全体構成を示す斜視図。
【図５】実施例３と比較例における全熱交換器の容積比較を示す説明図。
【図６】実施例４に係わる冷却装置の全体構成を示す斜視図。
【符号の説明】
【００４５】
１０、２０、３０、４０…冷却装置
１１…エンジン冷却器
１２…電気系冷却器
１２ｃ…タンク部
１３、１４…水冷凝縮器
１５…空冷凝縮器
１６…一体型熱交換器
１００…冷却風
１０１…エンジン冷却水
１０２…電気系冷却水
１０３…空調用冷媒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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